JP2007140429A - Zoom lens - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-performance and compact zoom lens, having a small-lens aperture for enlarging and projecting an image from a light valve which forms the image by changing the reflecting direction of light, such as a DMD to a screen. <P>SOLUTION: The zoom lens is constituted of a first lens group LG1, a second lens group LG2, a third lens group LG3, a fourth lens group LG4 and a fifth lens group LG5, in this order starting from an enlargement side and performs variable power. The first lens group and the fifth lens group are fixed in the midst of variable power operation; the second lens group and the third lens group move on an optical axis from the enlargement side toward a reduction side from a wide angle end to an intermediate region, and move on the optical axis from the reduction side toward the enlargement side from the intermediate region to a telephoto end; and the fourth lens group, by moving on the optical axis, from the reduction side toward the enlargement side from the wide angle end to the telephoto end, variable power of the lens system as a whole is achieved. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、主にＤＭＤなどの光の反射方向を変えて画像を形成するライトバルブからの画像をスクリーンその他に拡大投射するレンズ口径が小さくコンパクトなズームレンズに関するものである   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compact zoom lens having a small lens aperture for enlarging and projecting an image from a light valve for forming an image mainly by changing the reflection direction of light such as DMD.

近年、微小なマイクロミラー（鏡面素子）を画素に対応させて平面上に並べ、マイクロマシン技術を用いて、それぞれの鏡面の角度を機械的に制御することによって画像を表示するＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）が実用化されており、従来から広く用いられてきた液晶パネルより応答速度が速く、明るい画像が得られるという特徴が、携帯可能とした小型で高輝度、高画質のプロジェクタを実現するのに適していることから、急速に普及してきている。   In recent years, DMD (digital micromirror device) displays images by arranging microscopic micromirrors (mirror elements) on a plane corresponding to pixels and mechanically controlling the angle of each mirror surface using micromachine technology. ) Has been put to practical use, and the response speed is faster than the liquid crystal panels that have been widely used so far, and bright images can be obtained. This makes it possible to achieve a portable, compact, high-brightness, high-quality projector. Due to its suitability, it is rapidly spreading.

プロジェクタ装置においてライトバルブとしてＤＭＤを使用する場合、その投射用レンズにはＤＭＤ特有の制約が発生する。小型のプロジェクタ装置を開発する上で最大の制約は投射用レンズのＦ値に関するものである。現在、ＤＭＤにおいて、画像を生成する際にマイクロミラーの旋回する角度は±１２°であり、これにより有効な反射光（有効光）と無効な反射光（無効光）とを切り替えている。従って、ＤＭＤをライトバルブとしたプロジェクタにおいては有効光をとらえる必要があると共に無効光を捉えないことが条件となり、この条件から投影レンズのＦ値を導くことが出来、すなわちＦ＝２．４となる。実際にはさらに少しでも光量を上げたいという要望があるため、実害のない範囲でのコントラストの低下などに配慮した上で更なる小さなＦ値を要求されることも多い。また、この様な条件は投射用レンズのライトバルブ側の瞳の位置が一定という条件のもとで成立しているため、ズームレンズなどの瞳位置が移動する場合は、移動した分、光量のロスなどが生ずるため、一般的には明るさが問題となりやすい広角端で瞳位置を最適化するなどの配慮も必要となる。第２の制約は光源系との位置関係によるものである。小型化の為には投影レンズのイメージサークルはなるべく小さくしたい為に、ＤＭＤに投射用の光束を入力する光源系の配置は限られてしまい、前述のＤＭＤからの有効光を投射用レンズに入力するには、光源系を投射用レンズとほぼ同じ方向（隣り合わせ）に設置することとなる。また投射レンズの最もライトバルブ側レンズとライトバルブとの間（すなわち一般的にはバックフォーカス）を投射系と光源系との両光学系で使用することとなり、投射用レンズにはバックフォーカスを大きく取らなければならないと同時に、光源からの導光スペースを確保するために、ライトバルブ側のレンズ系を小さく設計する必要が生ずる。このことは投射用レンズの光学設計の立場から考えると、すなわち投射用レンズの後方付近にライトバルブ側の瞳位置が来るように設計することになる。その一方で、投射用レンズの性能を向上するためには、多数のレンズを組み合わせる必要があり、多数枚のレンズを配置すると投射用レンズの全長は有る程度の長さが必要となり、投射用レンズの全長が長くなれば、入射瞳位置が後方にあるレンズでは当然のことながら前方のレンズ径が大きくなってしまうという問題が発生することとなる。   When a DMD is used as a light valve in a projector device, the projection lens has restrictions specific to DMD. The biggest limitation in developing a small projector is the F value of the projection lens. At present, in the DMD, when the image is generated, the turning angle of the micromirror is ± 12 °, thereby switching between the effective reflected light (effective light) and the invalid reflected light (ineffective light). Accordingly, in a projector using a DMD as a light valve, it is necessary to capture effective light and not to capture invalid light. From this condition, the F value of the projection lens can be derived, that is, F = 2.4. Become. In actuality, there is a demand to increase the amount of light as much as possible, and thus a smaller F value is often required in consideration of a decrease in contrast in a range where there is no actual harm. In addition, since such a condition is established under the condition that the position of the pupil on the light valve side of the projection lens is constant, if the pupil position of the zoom lens or the like moves, the amount of light Since loss or the like occurs, it is generally necessary to consider such as optimizing the pupil position at the wide-angle end where brightness tends to be a problem. The second restriction is due to the positional relationship with the light source system. Since the image circle of the projection lens should be made as small as possible for miniaturization, the arrangement of the light source system for inputting the projection light beam to the DMD is limited, and the effective light from the DMD is input to the projection lens. For this purpose, the light source system is installed in substantially the same direction (adjacent) as the projection lens. In addition, the projection lens and the light source system use the portion between the light valve side lens and the light valve (that is, generally the back focus) of the projection lens, and the projection lens has a large back focus. At the same time, it is necessary to design a small lens system on the light valve side in order to secure a light guide space from the light source. From the standpoint of optical design of the projection lens, this means that the pupil position on the light valve side is designed to be near the rear of the projection lens. On the other hand, in order to improve the performance of the projection lens, it is necessary to combine a large number of lenses, and if a large number of lenses are arranged, the total length of the projection lens needs to be a certain length. If the total length of the lens becomes longer, the lens having the entrance pupil position on the rear side will naturally have a problem that the front lens diameter becomes larger.

この様に、開発上の制約はあるものの、ライトバルブとしてＤＭＤを採用するプロジェクタ装置は、小型化の上で他の方式よりも有利とされており、現在ではデータプロジェクタを中心として、携帯可能なコンパクトなものが広く普及している。装置自体をコンパクトにするためには、当然のことながら使用される投射レンズに関しても、コンパクト化の要望は大きく、もう一方で、多機能化という要望もあり、諸収差の性能が使用するＤＭＤの仕様を充分満足することはもちろんのこと、利便性の点ではズーム機能による変倍が可能というだけではなく、ＤＭＤの中心と投射レンズの光軸をずらした、いわゆるシフト構成を採用するためにイメージサークルが大きいものを要求するようになりレンズのその広角端の画角の大きいもの、さらに変倍比も大きい物が要求されるようになってきた。しかしながら、このような仕様で開発された投射用レンズはどうしても前群レンズの口径が要望より大きくなりがちで、プロジェクタ装置の厚さ寸法に大きな影響を及ぼすことになる。携帯するプロジェクタ装置において厚さ寸法を小さくすることは重要で、ノート型パソコンなどと共に持ち歩くことの多い使われ方をするプロジェクタ装置では、最も重要であるとも言える。この問題を解決する手段として、例えば特許文献に開示されているような投射レンズのコンパクト化設計方法の一例があるが、これでは０．７インチＤＭＤを使用した場合前玉有効径で３９ｍｍから４２ｍｍとなり、少なくともプロジェクタ装置の厚さを５０ｍｍ以下にすることは出来ず、ノート型パソコンなどと共に携帯してみるとその厚さに不満を感ずることとなる。
特開２００４−２７１６６８号公報 As described above, although there are restrictions on development, a projector device that employs DMD as a light valve is more advantageous than other methods in terms of miniaturization, and is currently portable mainly for data projectors. Compact ones are widespread. In order to make the device itself compact, it is a matter of course that there is a great demand for compactness with respect to the projection lens used, and on the other hand, there is also a demand for multi-functionality, and the performance of various aberrations used in the DMD. In addition to satisfying the specifications sufficiently, it is not only possible to zoom with the zoom function in terms of convenience, but also to adopt a so-called shift configuration in which the center of the DMD and the optical axis of the projection lens are shifted. A lens having a large circle has been demanded, and a lens having a large angle of view at the wide-angle end of the lens and a lens having a large zoom ratio have been demanded. However, the projection lens developed with such specifications inevitably tends to have a larger aperture for the front lens group than desired, which greatly affects the thickness of the projector device. It is important to reduce the thickness dimension in a portable projector device, and it can be said that it is most important in a projector device that is often used with a notebook personal computer. As a means for solving this problem, for example, there is an example of a compact design method of a projection lens as disclosed in the patent document. In this case, when a 0.7 inch DMD is used, the effective diameter of the front lens is 39 mm to 42 mm. Therefore, at least the thickness of the projector device cannot be reduced to 50 mm or less, and if you carry it with a notebook computer, you will be dissatisfied with the thickness.
JP 2004-271668 A

本発明は、前述した事情に鑑み、ＤＭＤなどの光の反射方向を変えて画像を形成するライトバルブの特性に適しており、ライトバルブからの画像をスクリーン上或いはその他の壁面等に拡大投射する用途において結像性能が高く、さらにレンズ口径が小さくコンパクトなズームレンズを実現し、コンパクトで明るく、小さな会議室等の限られたスペースでも大きな画面を投射可能な高画質で携帯に便利な薄型のプロジェクタ装置を提供することを目的としている。   In view of the above-described circumstances, the present invention is suitable for the characteristics of a light valve that forms an image by changing the reflection direction of light, such as DMD, and enlarges and projects an image from the light valve on a screen or other wall surface. A compact zoom lens with high imaging performance and a small lens aperture in applications, is compact and bright, and has a high image quality that can project a large screen even in a limited space such as a small conference room. An object of the present invention is to provide a projector device.

本発明のズームレンズは拡大側から順に、全体で弱い正または負の屈折力を有する第１レンズ群、全体で負の屈折力を有する第２レンズ群、全体で弱い正または負の屈折力を有する第３レンズ群、全体で正の屈折力を有する第４レンズ群及び全体で正の屈折力を有する第５レンズ群から構成され、前記第１レンズ群は、弱い正または負の屈折力を有するレンズ（以下正の屈折力を有するレンズを正レンズ、負の屈折力を有するレンズを負レンズ）である第１レンズのみを配して構成され、前記第５レンズ群は、正レンズである第１５レンズのみを配して構成される変倍可能なズームレンズであって、前記第１レンズ群及び前記第５レンズ群は変倍動作中固定されており、前記第２レンズ群及び、前記第３レンズ群は広角端から中間域までは拡大側から縮小側方向へ、また中間域から望遠端にかけては縮小側から拡大側方向へ光軸上を移動し、前記第４レンズ群は広角端から望遠端にかけて縮小側から拡大側方向へ光軸上を移動することによってレンズ全系の変倍を成していることを特徴とし、また前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群の合成パワーに関して、下記条件式（１）を満足しており、前記第４レンズ群のパワーに関して下記条件式（２）を満足しており、広角端における前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の位置関係に関して下記条件式（３）を満足していることを特徴とする。（請求項１）
（１） −０．９ ＜ ｆW ／ｆII-III ＜ −０．５
（２） ０．４ ＜ ｆW ／ｆIV ＜ ０．５
（３） ２．０ ＜ ＤWIV ／ｆW ＜ ２．２
ただし、
ｆW ： 広角端におけるレンズ全系の合成焦点距離
ｆII-III： 広角端における第２レンズ群及び第３レンズ群の合成焦点距離
ｆIV ： 第４レンズ群の合成焦点距離
ＤWIV ： 広角端における第４レンズ群と第５レンズ群の間の空気間隔 The zoom lens of the present invention has, in order from the magnification side, a first lens group having a weak positive or negative refractive power as a whole, a second lens group having a negative refractive power as a whole, and a weak positive or negative refractive power as a whole. A third lens group, a fourth lens group having a positive refractive power as a whole, and a fifth lens group having a positive refractive power as a whole. The first lens group has a weak positive or negative refractive power. A first lens which is a lens having a positive refractive power (hereinafter, a lens having a positive refractive power and a negative lens is a negative lens), and the fifth lens group is a positive lens. A zoom lens capable of zooming comprising only a fifteenth lens, wherein the first lens group and the fifth lens group are fixed during zooming operation, the second lens group, The third lens group expands from the wide-angle end to the middle range. The fourth lens unit moves on the optical axis from the side toward the reduction side, and from the intermediate range to the telephoto end, from the reduction side to the enlargement side, and the fourth lens group moves from the wide-angle end to the telephoto end along the optical axis from the reduction side to the enlargement side. The entire lens system is zoomed by moving above, and the following conditional expression (1) is satisfied with respect to the combined power of the second lens group and the third lens group: The following conditional expression (2) is satisfied with respect to the power of the fourth lens group, and the following conditional expression (3) is satisfied with respect to the positional relationship between the fourth lens group and the fifth lens group at the wide angle end. It is characterized by that. (Claim 1)
(1) −0.9 <f W / f II-III <−0.5
(2) 0.4 <f W / f IV <0.5
(3) 2.0 <D WIV / f W <2.2
However,
f W : Total focal length of the entire lens system at the wide angle end f II-III : Composite focal length of the second and third lens units at the wide angle end f IV : Composite focal length of the fourth lens group D WIV : Wide angle end Air distance between the fourth lens group and the fifth lens group in

第２レンズ群と第３レンズ群の間の空気間隔は変倍の際、微量しか変化していない。このことはこの二つの群が全系のパワー配分を考える上では同一の役割を付与されていると考えられる。そして条件式（１）は、全体として負の屈折力を有するこれら第２レンズ群と第３レンズ群へのパワーの適切な配分に関する条件である。光学系全体の大きさと諸収差を適切に補正するための条件のバランスをとるための必要条件となる。またＤＭＤ等のライトバルブを照明するための光学系を配する為の空間を第４レンズ群と第５レンズ群の間の空気間隔部分にとらなければならず、この空間を確保する目的を合わせてもっている。そのため上限を越えると、第２レンズ群と第３レンズ群の合成の負のパワーが大きいことになり、これに伴い第４レンズ群、第５レンズ群等の正のパワーを強めなければならず、諸収差のバランスを取るのが困難となり性能が悪化する。逆に下限を越えると、第２レンズ群との空気間隔を大きくとらなければならず、光学系全体の大きさが大きくなり小型化の目的と相反するか、あるいは第４レンズ群と第５レンズ群の間の空気間隔部分が確保出来なくなる。条件式（２）は、光軸方向に移動することでレンズ全系の変倍を司る強い正パワーを持つ第４レンズ群に関するものである。上限を超えて正パワーが大きくなると第４レンズ群の変倍に関する移動量は小さくて済むことになるが、他の各レンズ群とのバランスが崩れ性能が低下し、下限を超えると収差的には有利だが、移動量が大きくなり小型化を損ねてしまう。また、条件式（３）は、第４レンズ群、第５レンズ群の広角端における間隔条件である。ライトバルブの照明系のスペースの為、この間隔を確保することが必要となる。従って下限を超えると照明系のスペースが不足し設計困難となる。   The air gap between the second lens group and the third lens group changes only in a minute amount during zooming. This suggests that these two groups are given the same role in considering the power distribution of the entire system. Conditional expression (1) is a condition regarding appropriate distribution of power to the second lens group and the third lens group having negative refractive power as a whole. This is a necessary condition for balancing the size of the entire optical system and the conditions for appropriately correcting various aberrations. In addition, a space for arranging an optical system for illuminating a light valve such as a DMD must be provided in an air space between the fourth lens group and the fifth lens group, and the purpose of securing this space is also adjusted. I have. For this reason, if the upper limit is exceeded, the negative power of the combination of the second lens group and the third lens group becomes large. Accordingly, the positive power of the fourth lens group, the fifth lens group, etc. must be increased. Therefore, it becomes difficult to balance various aberrations, and the performance deteriorates. On the contrary, if the lower limit is exceeded, the air gap between the second lens group and the second lens group must be increased, and the overall size of the optical system increases, which is contrary to the purpose of downsizing, or the fourth lens group and the fifth lens. The air gap between the groups cannot be secured. Conditional expression (2) relates to the fourth lens group having a strong positive power that controls the zooming of the entire lens system by moving in the optical axis direction. When the positive power is increased beyond the upper limit, the amount of movement relating to the zooming of the fourth lens group can be reduced. However, the balance with the other lens groups is lost, and the performance is degraded. Is advantageous, but the amount of movement becomes large and downsizing is impaired. Conditional expression (3) is a spacing condition at the wide-angle end of the fourth lens group and the fifth lens group. It is necessary to secure this interval because of the space of the illumination system of the light valve. Therefore, if the lower limit is exceeded, the space of the illumination system is insufficient and the design becomes difficult.

また、前記第３レンズ群は、縮小側に凸のメニスカス形状で弱い負レンズである第７レンズ及び弱い正レンズである第８レンズを配して構成され、前記第３レンズ群の有するパワーに関して下記条件式（４）を満足しており、広角端から望遠端への変倍動作に対する前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間の空気間隔の変化量に関して下記条件式（５）を満足していることを特徴とする。（請求項２）
（４） ｆW ／｜ｆIII ｜ ＜ ０．２
（５） ｄII-III ／ｆW ＜ ０．５
ただし、
ｆIII ： 第３レンズ群の合成焦点距離
ｄII-III： 広角端から望遠端への変倍動作に対する第２レンズ群と第３レンズ群の間の空気間隔の変化量 The third lens group includes a seventh lens that is a negative meniscus convex and a weak negative lens and an eighth lens that is a weak positive lens on the reduction side. Regarding the power of the third lens group, The following conditional expression (4) is satisfied, and the following conditional expression (5) is satisfied with respect to the amount of change in the air gap between the second lens group and the third lens group with respect to the zooming operation from the wide-angle end to the telephoto end. It is characterized by satisfaction. (Claim 2)
(4) f W / | f III | <0.2
(5) d II-III / f W <0.5
However,
f III : Composite focal length of the third lens group d II-III : Amount of change in the air gap between the second lens group and the third lens group with respect to the zooming operation from the wide angle end to the telephoto end

変倍において第２レンズ群と第３レンズ群の位置関係が大きくは変化しないことは前述の通りである。この２つのレンズ群をパワー的に見ると、負の大きなパワーを有する第２レンズ群にパワーの小さな第３レンズ群を付加することにより変倍時および合焦時の性能の変化をより小さくすることに成功していることがわかる。この特性に関する制約条件が条件式（４）及び条件式（５）であり、条件式（４）において上限を超えてパワーが大きくなると特に合焦時の性能低下が大きくなる。また、条件式（５）で示される範囲を逸脱することは、変化量が大きくなってしまい、スペースを必要とし小型化し難くなると共に、性能の変化も大きくなる。   As described above, the positional relationship between the second lens group and the third lens group does not change greatly during zooming. When these two lens groups are viewed in terms of power, a change in performance at the time of zooming and focusing is further reduced by adding a third lens group having a small power to a second lens group having a large negative power. It turns out that it is successful. The constraint conditions regarding this characteristic are conditional expression (4) and conditional expression (5), and if the power increases beyond the upper limit in conditional expression (4), the performance degradation particularly during focusing increases. Further, deviating from the range indicated by the conditional expression (5) increases the amount of change, necessitates a space, makes it difficult to reduce the size, and increases the change in performance.

また、前記第１レンズ群の有するパワーに関して下記条件式（６）を満足していることを特徴とする。（請求項３）
（６） ｆW ／｜ ｆI ｜ ＜ ０．２
ただし
ｆI ： 第１レンズ群の合成焦点距離 Moreover, the following conditional expression (6) is satisfied with respect to the power of the first lens group. (Claim 3)
(6) f W / | f I | <0.2
Where f I is the composite focal length of the first lens unit

条件式（６）で示される第１レンズ群のパワーは、基本的には比較的小さなもので、主なパワーを受け持つ第２レンズ群以降のレンズ群の合成収差を最終的に補正するものであり、条件式（６）を超えて過大なパワーを持つと単レンズであるため、諸収差が劣化してしまう。   The power of the first lens group represented by the conditional expression (6) is basically relatively small, and finally corrects the combined aberration of the lens groups after the second lens group that is responsible for the main power. Yes, if the power exceeds the conditional expression (6), the lens is a single lens, and various aberrations deteriorate.

また、前記第２レンズ群は、拡大側に凸のメニスカス形状で負レンズである第２レンズ、負レンズである第３レンズ、正レンズで前記第３レンズに接合されて構成される第４レンズ、縮小側に凸のメニスカス形状で負レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズを配して構成され、前記第２レンズの有するパワーに関して下記条件式（７）を満足し、前記第２レンズの縮小側面の形状と前記第３レンズの拡大側面の形状に関してそれぞれ下記条件式（８）及び下記条件式（９）を満足し、前記第２レンズ群を構成する各レンズの分散特性に関して下記条件式（１０）を満足しており、前記第２レンズ群を構成する負レンズに使用されている硝材の屈折率に関して下記条件式（１１）を満足していることを特徴とする。（請求項４）
（７） −１．０ ＜ ｆW ／ｆ2 ＜ −０．５
（８） ０．９ ＜ ｆW ／ｒ4 ＜ １．５
（９） −０．８ ＜ ｆW ／ｒ5 ＜ −０．４
（１０） ５．０ ＜（ν2＋ν3＋ν5）／３−（ν4＋ν6）／２
（１１） １．７５ ＜（ｎ2＋ｎ3＋ｎ5）／３
ただし、
ｆ2 ： 第２レンズ群を構成する第２レンズの焦点距離
ｒ4 ： 第２レンズ群を構成する第２レンズの縮小側面の曲率半径
ｒ5 ： 第２レンズ群を構成する第３レンズの拡大側面の曲率半径
ν2 ： 第２レンズ群を構成する第２レンズのアッベ数
ν3 ： 第２レンズ群を構成する第３レンズのアッベ数
ν4 ： 第２レンズ群を構成する第４レンズのアッベ数
ν5 ： 第２レンズ群を構成する第５レンズのアッベ数
ν6 ： 第２レンズ群を構成する第６レンズのアッベ数
ｎ2 ： 第２レンズ群を構成する第２レンズのｄ線に対する屈折率
ｎ3 ： 第２レンズ群を構成する第３レンズのｄ線に対する屈折率
ｎ5 ： 第２レンズ群を構成する第５レンズのｄ線に対する屈折率 The second lens group includes a second lens that is a negative lens with a convex meniscus shape on the enlargement side, a third lens that is a negative lens, and a fourth lens that is joined to the third lens by a positive lens. And a fifth lens that is a negative lens having a convex meniscus shape on the reduction side and a sixth lens that is a positive lens, and satisfies the following conditional expression (7) with respect to the power of the second lens, Regarding the shape of the reduction side surface of the second lens and the shape of the enlargement side surface of the third lens, the following conditional expressions (8) and (9) are satisfied, and the dispersion characteristics of the lenses constituting the second lens group are satisfied. The following conditional expression (10) is satisfied, and the following conditional expression (11) is satisfied with respect to the refractive index of the glass material used for the negative lens constituting the second lens group. (Claim 4)
(7) −1.0 <f W / f 2 <−0.5
(8) 0.9 <f W / r 4 <1.5
(9) −0.8 <f W / r 5 <−0.4
(10) 5.0 <(ν 2 + ν 3 + ν 5 ) / 3- (ν 4 + ν 6 ) / 2
(11) 1.75 <(n 2 + n 3 + n 5 ) / 3
However,
f 2: focal length of the second lens in the second lens group r 4: curvature of the reduction side surface of the second lens constituting the second lens group r 5: expansion of the third lens constituting the second lens group Side radius of curvature ν 2 : Abbe number of the second lens constituting the second lens group ν 3 : Abbe number of the third lens constituting the second lens group ν 4 : Fourth lens constituting the second lens group Abbe number ν 5 : Abbe number of the fifth lens constituting the second lens group ν 6 : Abbe number of the sixth lens constituting the second lens group n 2 : d-line of the second lens constituting the second lens group Refractive index n 3 : refractive index of the third lens constituting the second lens group with respect to d-line n 5 : refractive index of the fifth lens constituting the second lens group with respect to d-line

条件式（７）は、第２レンズ群において最も拡大側に配置されており、軸外収差に大きな影響を及ぼす第２レンズに関しての制約であり、上限を超えると負のパワーが小さくなり過ぎ、軸外収差の補正に対して十分な対応がとれず、また下限を超えると負のパワーが過大となり、色収差をはじめとする諸収差が劣化する。条件式（８）は、その第２レンズの縮小側の形状に関するもので、強いパワーを持たせながら、拡大側の光束に対し同心的形状とし、根本的に収差の発生を抑えた形状としている。したがって上限を超えると、球面収差、コマ収差が補正過剰となり、下限を超えると逆に補正不足となる。条件式（９）は、第２レンズ群を構成する第３レンズの拡大側面の形状に関するものであり、条件式（７）、（８）と共に、第１レンズ群から第３レンズ群にかけての収差のバランスをとるための条件である。上限を超えると、この面の曲率半径が大きくなり、下限を超えると逆に曲率が大きくなり、いづれにしても、軸外収差である倍率の色収差、歪曲補正が困難となる。条件式（１０）は、第２レンズ群を構成する負レンズと正レンズのアッベ数の配分に関するものである。第２レンズ群の色収差補正を良好に維持するための条件式であり、第２レンズ群を構成する負レンズと正レンズの硝材選択を条件式（１０）のような条件のもとでおこなうことにより、適切なパワー配分を実現することが出来、色収差の良好な補正が可能となる。下限を越えると色収差補正のために各レンズのパワーが過大となり、諸収差が悪化する。続く条件式（１１）は、像面湾曲補正のための条件である。ペッツバール和を小さくするため正レンズの屈折率を大きくして対応しており、したがって下限を超えると像面湾曲が大きくなる。   Conditional expression (7) is a restriction on the second lens that is arranged on the most enlargement side in the second lens group and has a great influence on off-axis aberrations. If the upper limit is exceeded, the negative power becomes too small, Insufficient measures can be taken for correction of off-axis aberrations, and if the lower limit is exceeded, negative power becomes excessive, and various aberrations including chromatic aberration deteriorate. Conditional expression (8) relates to the shape of the second lens on the reduction side, and has a concentric shape with respect to the light beam on the enlargement side while giving a strong power, and a shape that fundamentally suppresses the occurrence of aberrations. . Accordingly, when the upper limit is exceeded, spherical aberration and coma aberration are overcorrected, and when the lower limit is exceeded, conversely, correction is insufficient. Conditional expression (9) relates to the shape of the enlarged side surface of the third lens constituting the second lens group, and together with conditional expressions (7) and (8), aberration from the first lens group to the third lens group. This is a condition for balancing the above. When the upper limit is exceeded, the radius of curvature of this surface increases, and when the lower limit is exceeded, the curvature increases, and in any case, it is difficult to correct chromatic aberration of magnification and distortion that are off-axis aberrations. Conditional expression (10) relates to the distribution of the Abbe numbers of the negative lens and the positive lens constituting the second lens group. This is a conditional expression for maintaining good correction of chromatic aberration of the second lens group, and selection of the glass material of the negative lens and the positive lens constituting the second lens group is performed under the condition as in conditional expression (10). As a result, appropriate power distribution can be realized and chromatic aberration can be corrected well. If the lower limit is exceeded, the power of each lens becomes excessive for correcting chromatic aberration, and various aberrations deteriorate. The following conditional expression (11) is a condition for field curvature correction. In order to reduce the Petzval sum, the refractive index of the positive lens is increased to cope with it. Therefore, when the lower limit is exceeded, the curvature of field increases.

また、前記第４レンズ群は、正レンズである第９レンズ、正レンズである第１０レンズ、負レンズである第１１レンズ、縮小側に凸のメニスカス形状で正レンズである第１２レンズ、負レンズである第１３レンズ及び正レンズであり前記第１３レンズと接合されて構成される第１４レンズを配して構成され、大きな正のパワーを有する前記第９レンズ及び前記第１０レンズの合成パワーに関して下記条件式（１２）を満足し、前記第９レンズと前記第１１レンズの形状の相対的な関係に対し下記条件式（１３）を満足しており、前記第４レンズ群を構成する各レンズの分散特性に関して下記条件式（１４）を満足しており、前記第４レンズ群を構成する正レンズに使用されている硝材の屈折率に関して下記条件式（１５）を満足しており、前記第４レンズ群の最も縮小側に配置される前記第１４レンズの縮小側面の形状に関して下記条件式（１６）を満足しており、また前記第１３レンズと前記第１４レンズの接合して構成される部分系の屈折率に関する特性において下記条件式（１７）を満足しており、同様に分散特性に関して下記条件式（１８）を満足していることを特徴とする。（請求項５）
（１２） ０．４ ＜ ｆW ／ｆ9-10 ＜ ０．８
（１３） −１．３ ＜ ｒ16 ／ｒ20 ＜ −０．７
（１４） ３０ ＜（ν9＋ν10＋ν14）／３−（ν11＋ν13）／２
（１５） （ｎ９＋ｎ10＋ｎ14）／３ ＜ １．６５
（１６） −０．７ ＜ ｆW ／ｒ26 ＜ −０．３
（１７） ０．２ ＜ ｎ13−ｎ14
（１８） ν13−ν14 ＜ −３０
ただし、
ｆ9-10 ： 第４レンズ群を構成する第９レンズと第１０レンズの合成焦点距離
ｒ16 ： 第４レンズ群を構成する第９レンズの拡大側面の曲率半径
ｒ20 ： 第４レンズ群を構成する第１１レンズの拡大側面の曲率半径
ｒ26 ： 第４レンズ群を構成する第１４レンズの縮小側面の曲率半径
ν9 ： 第４レンズ群を構成する第９レンズのアッベ数
ν10 ： 第４レンズ群を構成する第１０レンズのアッベ数
ν11 ： 第４レンズ群を構成する第１１レンズのアッベ数
ν13 ： 第４レンズ群を構成する第１３レンズのアッベ数
ν14 ： 第４レンズ群を構成する第１４レンズのアッベ数
ｎ9 ： 第４レンズ群を構成する第９レンズのｄ線に対する屈折率
ｎ10 ： 第４レンズ群を構成する第１０レンズのｄ線に対する屈折率
ｎ13 ： 第４レンズ群を構成する第１３レンズのｄ線に対する屈折率
ｎ14 ： 第４レンズ群を構成する第１４レンズのｄ線に対する屈折率 The fourth lens group includes a ninth lens that is a positive lens, a tenth lens that is a positive lens, an eleventh lens that is a negative lens, a twelfth lens that is a positive lens with a meniscus shape convex to the reduction side, and a negative lens. A combined power of the ninth lens and the tenth lens having a large positive power, which includes a thirteenth lens that is a lens and a fourteenth lens that is a positive lens and is joined to the thirteenth lens. The following conditional expression (12) is satisfied, and the following conditional expression (13) is satisfied with respect to the relative relationship between the shapes of the ninth lens and the eleventh lens. The following conditional expression (14) is satisfied with respect to the dispersion characteristics of the lens, and the following conditional expression (15) is satisfied with respect to the refractive index of the glass material used in the positive lens constituting the fourth lens group. Regarding the shape of the reduction side surface of the fourteenth lens arranged on the most reduction side of the fourth lens group, the following conditional expression (16) is satisfied, and the thirteenth lens and the fourteenth lens are joined. The following conditional expression (17) is satisfied in the characteristics relating to the refractive index of the partial system, and similarly the following conditional expression (18) is satisfied in terms of the dispersion characteristics. (Claim 5)
(12) 0.4 <f W / f 9-10 <0.8
(13) −1.3 <r 16 / r 20 <−0.7
(14) 30 <(ν 9 + ν 10 + ν 14 ) / 3- (ν 11 + ν 13 ) / 2
(15) (n 9 + n 10 + n 14 ) / 3 <1.65
(16) −0.7 <f W / r 26 <−0.3
(17) 0.2 <n 13 −n 14
(18) ν 13 −ν 14 <−30
However,
f 9-10 : composite focal length r 16 of the ninth lens and the tenth lens constituting the fourth lens group r 16 : radius of curvature r 20 of the enlarged side surface of the ninth lens constituting the fourth lens group: the fourth lens group The radius of curvature r 26 of the enlargement side surface of the eleventh lens constituting: The curvature radius ν 9 of the reduction side surface of the fourteenth lens constituting the fourth lens group ν 9 : The Abbe number ν 10 of the ninth lens constituting the fourth lens group: Abbe number ν 11 of the tenth lens constituting the four lens group: Abbe number ν 13 of the eleventh lens constituting the fourth lens group: Abbe number ν 14 of the thirteenth lens constituting the fourth lens group: Fourth lens Abbe number n 9 of the 14th lens constituting the group: Refractive index n 10 for the d-line of the ninth lens constituting the fourth lens group: Refractive index n 13 for the d-line of the 10th lens constituting the fourth lens group : D of the thirteenth lens constituting the fourth lens group Refractive index n 14 with respect to the line: Refractive index with respect to the d line of the 14th lens constituting the fourth lens group

条件式（１２）は、第４レンズ群の拡大側に配置され、強い正パワーを有する第９レンズ及び第１０レンズに関するものであり、第１レンズ群から第３レンズ群にかけての合成レンズ群からの発散する光線束を集束するための大きな正パワーの付与と、適切に諸収差を補正するための条件となる。上限を超えると、正パワーが過大となり、下限を超えると逆に集束するための正パワーが不足となるが、いずれにしても球面収差、色収差に大きな悪影響を及ぼすこととなる。条件式（１３）は、球面収差をバランス良く補正するための条件式である。すなわち第９レンズの拡大側の形状は、条件式（１２）で表現されるように強い正パワーを与えなければならず、その結果大きなアンダーの球面収差を発生しており、これに対応して第１１レンズの拡大側面にて、大きなオーバーの球面収差を発生してバランスしている。したがって、上限を超えるとアンダーの球面収差が大きくなり、下限を超えるとオーバーの球面収差が大きくなる。条件式（１４）は、第４レンズ群における色消し条件である。強いパワーを有する第４レンズ群の群として発生している色収差を小さく抑えておくことは重要で、全系の色収差補正に大きな影響を及ぼすこととなる。条件式（１４）では下限を超えると色収差がアンダーとなる。条件式（１５）は、像面湾曲補正に関するものである。第１レンズ群から第３レンズ群かけてのレンズ群から発生する負のペッツバール和をバランスさせるためにこの条件の範囲の値となることが必要である。下限を超えるとペッツバール和が負となり、像面湾曲の補正が過剰となる。条件式（１６）はレンズ全系における球面収差を小さくするための条件式である。支配的である条件式（１３）で残存する球面収差を補正している。上限を超えると補正不足となり、逆に下限を超えると補正過剰となる。条件式（１７）及び条件式（１８）は、接合レンズである第１３レンズ、及び第１４レンズに関するものである。接合レンズに屈折率差を与え、接合面での球面収差の補正、及び条件式（１５）と共に、像面湾曲補正の効果をも狙っている。条件式（１７）では下限を超えると、像面湾曲補正過剰および球面収差補正不足となる。また条件式（１８）は、レンズ全系における色収差補正に関しての条件式となっており、上限を超えると特に倍率の色収差が大きくなる。   Conditional expression (12) relates to the ninth lens and the tenth lens which are arranged on the enlargement side of the fourth lens group and have strong positive power, and from the combined lens group from the first lens group to the third lens group. This is a condition for imparting a large positive power for converging the diverging ray bundle and appropriately correcting various aberrations. When the upper limit is exceeded, the positive power becomes excessive, and when the lower limit is exceeded, the positive power for converging conversely becomes insufficient, but in any case, the spherical aberration and the chromatic aberration will be adversely affected. Conditional expression (13) is a conditional expression for correcting spherical aberration with good balance. That is, the shape on the enlargement side of the ninth lens must give a strong positive power as expressed by the conditional expression (12). As a result, a large under spherical aberration is generated. On the enlarged side surface of the eleventh lens, a large over spherical aberration is generated and balanced. Therefore, when the upper limit is exceeded, under spherical aberration increases, and when the upper limit is exceeded, over spherical aberration increases. Conditional expression (14) is an achromatic condition in the fourth lens group. It is important to keep the chromatic aberration generated as a group of the fourth lens group having a strong power small, and this greatly affects the chromatic aberration correction of the entire system. In conditional expression (14), if the lower limit is exceeded, the chromatic aberration becomes under. Conditional expression (15) relates to field curvature correction. In order to balance the negative Petzval sum generated from the lens group from the first lens group to the third lens group, it is necessary to be within the range of this condition. If the lower limit is exceeded, the Petzval sum becomes negative, and the correction of field curvature becomes excessive. Conditional expression (16) is a conditional expression for reducing spherical aberration in the entire lens system. The remaining spherical aberration is corrected by the dominant conditional expression (13). When the upper limit is exceeded, the correction is insufficient, and when the lower limit is exceeded, the correction is excessive. Conditional expression (17) and conditional expression (18) relate to the thirteenth lens and the fourteenth lens which are cemented lenses. A refractive index difference is given to the cemented lens, and correction of spherical aberration at the cemented surface and conditional effect (15) are also aimed at effect of field curvature correction. If the lower limit of conditional expression (17) is exceeded, the field curvature will be overcorrected and the spherical aberration will be undercorrected. Conditional expression (18) is a conditional expression for correcting chromatic aberration in the entire lens system, and the chromatic aberration of magnification particularly increases when the upper limit is exceeded.

このように本発明によるズームレンズをプロジェクタに搭載することにより装置全体を小型化することが可能となり（請求項６）、携帯にも便利な薄型のプロジェクタ装置を提供することが出来る。   By mounting the zoom lens according to the present invention on the projector as described above, the entire apparatus can be reduced in size (claim 6), and a thin projector apparatus that is convenient for carrying can be provided.

本発明によれば、ＤＭＤなどのライトバルブの特性に適した結像性能が高くコンパクトなズームレンズを実現し、コンパクトで明るく、高画質のプロジェクタを提供することが出来る。   According to the present invention, a compact zoom lens with high imaging performance suitable for the characteristics of a light valve such as DMD can be realized, and a compact, bright and high-quality projector can be provided.

以下、具体的な数値実施例について、本発明を説明する。以下の実施例１から実施例１０のコンパクトなズームレンズでは拡大側から順に、全体で弱い正または負の屈折力を有する第１レンズ群ＬＧ１、全体で負の屈折力を有する第２レンズ群ＬＧ２、全体で弱い正または負の屈折力を有する第３レンズ群ＬＧ３、全体で正の屈折力を有する第４レンズ群ＬＧ４及び全体で正の屈折力を有する第５レンズ群ＬＧ５から構成され、前記第１レンズ群ＬＧ１は、弱い正または負の屈折力を有するレンズ（以下正の屈折力を有するレンズを正レンズ、負の屈折力を有するレンズを負レンズ）である第１レンズＬ１（拡大側面をＳ１、縮小側面をＳ２）のみを配して構成され、前記第２レンズ群ＬＧ２は、拡大側に凸のメニスカス形状で負レンズである第２レンズＬ２（拡大側面をＳ３、縮小側面をＳ４）、負レンズである第３レンズＬ３（拡大側面をＳ５、縮小側接合面をＳ６）、正レンズで前記第３レンズに接合されて構成される第４レンズＬ４（縮小側面をＳ７）、縮小側に凸のメニスカス形状で負レンズである第５レンズＬ５（拡大側面をＳ８、縮小側面をＳ９）、正レンズである第６レンズＬ６（拡大側面をＳ１０、縮小側面をＳ１１）を配して構成され、前記第３レンズ群ＬＧ３は、縮小側に凸のメニスカス形状で弱い負レンズである第７レンズＬ７（拡大側面をＳ１２、縮小側面をＳ１３）及び弱い正レンズである第８レンズＬ８（拡大側面をＳ１４、縮小側面をＳ１５）を配して構成され、前記第４レンズ群ＬＧ４は、正レンズである第９レンズ（拡大側面をＳ１６、縮小側面をＳ１７）、正レンズである第１０レンズＬ１０（拡大側面をＳ１８、縮小側面をＳ１９）、負レンズである第１１レンズＬ１１（拡大側面をＳ２０、縮小側面をＳ２１）、縮小側に凸のメニスカス形状で正レンズである第１２レンズＬ１２（拡大側面をＳ２２、縮小側面をＳ２３）、負レンズである第１３レンズＬ１３（拡大側面をＳ２４、縮小側接合面をＳ２５）及び正レンズであり前記第１３レンズと接合されて構成される第１４レンズＬ１４（縮小側面をＳ２６）を配して構成され、前記第５レンズ群ＬＧ５は、正レンズである第１５レンズＬ１５（拡大側面をＳ２７、縮小側面をＳ２８）のみを配して構成される。また、前記第５レンズ群ＬＧ５の縮小側ライトバルブ面との間には僅かな空気間隔をおいてＤＭＤ等のライトバルブの構成部品であるカバーガラスＣＧ（拡大側面をＳ２９、縮小側面をＳ３０）が配されている。変倍動作としては、前記第１レンズ群ＬＧ１及び前記第５レンズ群ＬＧ５は変倍動作中固定されており、前記第２レンズ群ＬＧ２及び、前記第３レンズ群ＬＧ３は広角端から中間域までは拡大側から縮小側方向へ、また中間域から望遠端にかけては縮小側から拡大側方向へ光軸上を移動し、前記第４レンズ群ＬＧ４は広角端から望遠端にかけて縮小側から拡大側方向へ光軸上を移動することによってレンズ全系の変倍を成している。   Hereinafter, the present invention will be described with respect to specific numerical examples. In the following compact zoom lenses of Example 1 to Example 10, the first lens group LG1 having a weak positive or negative refractive power as a whole and the second lens group LG2 having a negative refractive power as a whole are sequentially arranged from the magnification side. A third lens group LG3 having a weak positive or negative refractive power as a whole, a fourth lens group LG4 having a positive refractive power as a whole, and a fifth lens group LG5 having a positive refractive power as a whole, The first lens group LG1 is a first lens L1 (enlarged side surface) that is a lens having weak positive or negative refractive power (hereinafter, a lens having positive refractive power is a positive lens, and a lens having negative refractive power is a negative lens). The second lens group LG2 is a second lens L2 that is a negative meniscus lens convex on the enlargement side (the enlargement side is S3, and the reduction side is S4). ), A third lens L3 (enlarged side surface is S5, a reduction-side cemented surface is S6), and a fourth lens L4 is constructed by being joined to the third lens by a positive lens (reduced side surface is S7). A negative lens and a fifth lens L5 (S8 on the enlargement side, S9 on the reduction side) and a sixth lens L6 (S10 on the enlargement side and S11 on the reduction side) that is a positive lens, The third lens group LG3 includes a seventh lens L7 (S12 on the enlargement side and S13 on the enlargement side) and a eighth lens L8 (magnification on the enlargement side) which is a weak negative lens having a convex meniscus shape on the reduction side. The fourth lens group LG4 includes a ninth lens (S16 for the enlargement side and S17 for the reduction side) and a tenth lens L10 (S17) which is the positive lens. Expansion S18 for the side surface, S19 for the reduction side surface, eleventh lens L11 as a negative lens (S20 for the enlargement side surface, S21 for the reduction side surface), and a twelfth lens L12 that is a positive meniscus shape convex to the reduction side (the enlargement side surface) S22, the reduction side surface is S23), the negative lens is the thirteenth lens L13 (magnification side surface is S24, the reduction side cementing surface is S25), and the positive lens is the fourteenth lens L14 (junction with the thirteenth lens). The fifth lens group LG5 is configured by arranging only the fifteenth lens L15 (S27 for the enlargement side and S28 for the reduction side) which is a positive lens. Further, a cover glass CG which is a component of a light valve such as a DMD is provided with a slight air gap between the fifth lens group LG5 and the reduction side light valve surface (the enlargement side is S29 and the reduction side is S30). Is arranged. As the zooming operation, the first lens group LG1 and the fifth lens group LG5 are fixed during the zooming operation, and the second lens group LG2 and the third lens group LG3 are from the wide-angle end to the intermediate range. Moves on the optical axis from the enlargement side to the reduction side direction, and from the intermediate range to the telephoto end, from the reduction side to the enlargement side direction, and the fourth lens group LG4 moves from the reduction side to the enlargement side direction from the wide angle end to the telephoto end. The entire lens system is zoomed by moving on the optical axis.

各実施例において使用している非球面については、周知のごとく、光軸方向にＺ軸、光軸と直交する方向にＹ軸をとるとき、非球面式：
Ｚ＝（Ｙ2／ｒ）〔１＋√｛１−（１＋Ｋ）（Ｙ／ｒ）2｝〕
＋Ａ・Ｙ4＋Ｂ・Ｙ6＋Ｃ・Ｙ8＋Ｄ・Ｙ10＋‥‥
で与えられる曲線を光軸の回りに回転して得られる曲面で、近軸曲率半径：ｒ、円錐定数：Ｋ、高次の非球面係数：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを与えて形状を定義する。尚表中の円錐定数及び高次の非球面係数の表記において「Ｅとそれに続く数字」は「１０の累乗」を表している。例えば、「Ｅ−４」は１０-4を意味し、この数値が直前の数値に掛ければ良い。 As is well known, the aspherical surface used in each embodiment has an aspherical formula when taking the Z axis in the optical axis direction and the Y axis in the direction orthogonal to the optical axis:
Z = (Y 2 / r) [1 + √ {1- (1 + K) (Y / r) 2 }]
+ A ・ Y 4 + B ・ Y 6 + C ・ Y 8 + D ・ Y 10 +
Is a curved surface obtained by rotating the curve given by around the optical axis, and the shape is defined by giving paraxial curvature radius: r, conic constant: K, and higher-order aspheric coefficients: A, B, C, D To do. In the notation of the conic constant and the higher-order aspheric coefficient in the table, “E and the number following it” represent “power of 10”. For example, “E-4” means 10 −4 , and this numerical value may be multiplied by the immediately preceding numerical value.

［実施例１］
本発明のズームレンズの第１実施例について数値例を表１に示す。また図１は、そのレンズ構成図、図２はその諸収差図である。表及び図面中、ｆはズームレンズ全系の焦点距離、ＦnoはＦナンバー、２ωはズームレンズの全画角を表す。また、Ｒは曲率半径、Ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎd はｄ線に対する屈折率、νd はｄ線のアッベ数を示す。諸収差図中のＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ３はそれぞれＣＡ１＝５５０．０ｎｍ、ＣＡ２＝４３５．８ｎｍ、ＣＡ３＝６４０．０ｎｍの波長における収差曲線であり、Ｓ．Ｃ．は正弦条件である。またＳはサジタル、Ｍはメリディオナルを示している。 [Example 1]
Table 1 shows numerical examples of the first embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 1 is a diagram showing the lens configuration, and FIG. 2 is a diagram showing various aberrations thereof. In the table and drawings, f is the focal length of the zoom lens system, F no is the F-number, 2 [omega a total angle of view of the zoom lens. R is a radius of curvature, D is a lens thickness or a lens interval, N d is a refractive index with respect to the d line, and ν d is an Abbe number of the d line. CA1, CA2, and CA3 in the various aberration diagrams are aberration curves at wavelengths of CA1 = 550.0 nm, CA2 = 435.8 nm, and CA3 = 640.0 nm, respectively. C. Is a sine condition. S represents sagittal and M represents meridional.

Figure 2007140429
Figure 2007140429

［実施例２］
本発明のズームレンズの第２実施例について数値例を表２に示す。また図３は、そのレンズ構成図、図４はその諸収差図である。 [Example 2]
Table 2 shows numerical examples of the second embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 3 is a lens configuration diagram, and FIG.

Figure 2007140429
Figure 2007140429

［実施例３］
本発明のズームレンズの第３実施例について数値例を表３に示す。また図５は、そのレンズ構成図、図６はその諸収差図である。 [Example 3]
Table 3 shows numerical examples of the third embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the lens configuration, and FIG. 6 is a diagram showing various aberrations.

Figure 2007140429
Figure 2007140429

［実施例４］
本発明のズームレンズの第４実施例について数値例を表４に示す。また図７は、そのレンズ構成図、図８はその諸収差図である。 [Example 4]
Table 4 shows numerical examples of the fourth embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 7 is a diagram showing the lens configuration, and FIG. 8 is a diagram showing various aberrations.

Figure 2007140429
Figure 2007140429

［実施例５］
本発明のズームレンズの第５実施例について数値例を表５に示す。また図９は、そのレンズ構成図、図１０はその諸収差図である。 [Example 5]
Table 5 shows numerical examples of the fifth embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 9 is a lens configuration diagram, and FIG. 10 is a diagram showing various aberrations.

Figure 2007140429
Figure 2007140429

［実施例６］
本発明のズームレンズの第６実施例について数値例を表６に示す。また図１１は、そのレンズ構成図、図１２はその諸収差図である。 [Example 6]
Table 6 shows numerical examples of the sixth embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 11 is a diagram showing the lens configuration, and FIG. 12 is a diagram showing various aberrations.

Figure 2007140429
Figure 2007140429

［実施例７］
本発明のズームレンズの第７実施例について数値例を表７に示す。また図１３は、そのレンズ構成図、図１４はその諸収差図である。 [Example 7]
Table 7 shows numerical examples of the seventh embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 13 is a lens configuration diagram thereof, and FIG. 14 is a diagram showing various aberrations thereof.

Figure 2007140429
Figure 2007140429

［実施例８］
本発明のズームレンズの第８実施例について数値例を表８に示す。また図１５は、そのレンズ構成図、図１６はその諸収差図である。 [Example 8]
Table 8 shows numerical examples of the eighth embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 15 is a lens configuration diagram, and FIG. 16 is a diagram showing various aberrations.

Figure 2007140429
Figure 2007140429

［実施例９］
本発明のズームレンズの第９実施例について数値例を表９に示す。また図１７は、そのレンズ構成図、図１８はその諸収差図である。 [Example 9]
Table 9 shows numerical examples of the ninth embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 17 is a lens configuration diagram, and FIG.

Figure 2007140429
Figure 2007140429

［実施例１０］
本発明のズームレンズの第１０実施例について数値例を表１０に示す。また図１９は、そのレンズ構成図、図２０はその諸収差図である。 [Example 10]
Table 10 shows numerical examples of the tenth embodiment of the zoom lens according to the present invention. FIG. 19 is a lens configuration diagram, and FIG. 20 is a diagram showing various aberrations.

Figure 2007140429
Figure 2007140429

次に第１実施例から第１０実施例に関して条件式（１）から条件式（１８）に対応する値を、まとめて表１１に示す。   Next, Table 11 collectively shows values corresponding to the conditional expressions (1) to (18) regarding the first to tenth embodiments.

Figure 2007140429
Figure 2007140429

表１１から明らかなように、第１実施例から第１０実施例の各実施例に関する数値は条件式（１）から（１８）を満足しているとともに、各実施例における収差図からも明らかなように、各収差とも良好に補正されている。   As is clear from Table 11, the numerical values for the first to tenth embodiments satisfy the conditional expressions (1) to (18), and are also clear from the aberration diagrams in the respective embodiments. Thus, each aberration is corrected well.

本発明によるズームレンズの第１実施例のレンズ構成図1 is a lens configuration diagram of a first embodiment of a zoom lens according to the present invention. 第１実施例のレンズの諸収差図Various aberration diagrams of the lens of the first example 本発明によるズームレンズの第２実施例のレンズ構成図The lens block diagram of 2nd Example of the zoom lens by this invention. 第２実施例のレンズの諸収差図Various aberration diagrams of the lens of the second example 本発明によるズームレンズの第３実施例のレンズ構成図3 is a lens configuration diagram of a third embodiment of a zoom lens according to the present invention. FIG. 第３実施例のレンズの諸収差図Various aberration diagrams of the lens of the third example 本発明によるズームレンズの第４実施例のレンズ構成図4 is a lens configuration diagram of a fourth embodiment of a zoom lens according to the present invention. FIG. 第４実施例のレンズの諸収差図Various aberration diagrams of the lens of the fourth example 本発明によるズームレンズの第５実施例のレンズ構成図5 is a lens configuration diagram of a fifth embodiment of a zoom lens according to the present invention. 第５実施例のレンズの諸収差図Various aberration diagrams of the lens of the fifth example 本発明によるズームレンズの第６実施例のレンズ構成図6 is a lens configuration diagram of a sixth embodiment of a zoom lens according to the present invention. 第６実施例のレンズの諸収差図Various aberration diagrams of the lens of the sixth example 本発明によるズームレンズの第７実施例のレンズ構成図7 is a lens configuration diagram of a seventh embodiment of the zoom lens according to the present invention. 第７実施例のレンズの諸収差図Various aberration diagrams of the lens of the seventh example 本発明によるズームレンズの第８実施例のレンズ構成図The lens block diagram of 8th Example of the zoom lens by this invention. 第８実施例のレンズの諸収差図Various aberration diagrams of the lens of the eighth example 本発明によるズームレンズの第９実施例のレンズ構成図9 is a lens configuration diagram of a ninth embodiment of a zoom lens according to the present invention. 第９実施例のレンズの諸収差図Various aberration diagrams of the lens of Example 9 本発明によるズームレンズの第１０実施例のレンズ構成図10 is a lens configuration diagram of a tenth embodiment of a zoom lens according to the present invention. 第１０実施例のレンズの諸収差図Various aberration diagrams of the lens of the tenth example

Claims (6)

拡大側から順に、全体で弱い正または負の屈折力を有する第１レンズ群、全体で負の屈折力を有する第２レンズ群、全体で弱い正または負の屈折力を有する第３レンズ群、全体で正の屈折力を有する第４レンズ群及び全体で正の屈折力を有する第５レンズ群から構成され、前記第１レンズ群は、弱い正または負の屈折力を有するレンズ（以下正の屈折力を有するレンズを正レンズ、負の屈折力を有するレンズを負レンズ）である第１レンズのみを配して構成され、前記第５レンズ群は、正レンズである第１５レンズのみを配して構成される変倍可能なズームレンズであって、前記第１レンズ群及び前記第５レンズ群は変倍動作中固定されており、前記第２レンズ群及び、前記第３レンズ群は広角端から中間域までは拡大側から縮小側方向へ、また中間域から望遠端にかけては縮小側から拡大側方向へ光軸上を移動し、前記第４レンズ群は広角端から望遠端にかけて縮小側から拡大側方向へ光軸上を移動することによってレンズ全系の変倍を成していることを特徴とし、また前記第２レンズ群及び前記第３レンズ群の合成パワーに関して、下記条件式（１）を満足しており、前記第４レンズ群のパワーに関して下記条件式（２）を満足しており、広角端における前記第４レンズ群と前記第５レンズ群の位置関係に関して下記条件式（３）を満足していることを特徴とするズームレンズ。
（１） −０．９ ＜ ｆW ／ｆII-III ＜ −０．５
（２） ０．４ ＜ ｆW ／ｆIV ＜ ０．５
（３） ２．０ ＜ ＤWIV ／ｆW ＜ ２．２
ただし、
ｆW ： 広角端におけるレンズ全系の合成焦点距離
ｆII-III： 広角端における第２レンズ群及び第３レンズ群の合成焦点距離
ｆIV ： 第４レンズ群の合成焦点距離
ＤWIV ： 広角端における第４レンズ群と第５レンズ群の間の空気間隔 In order from the magnification side, a first lens group having a weak positive or negative refractive power as a whole, a second lens group having a negative refractive power as a whole, a third lens group having a weak positive or negative refractive power as a whole, A fourth lens group having a positive refractive power as a whole and a fifth lens group having a positive refractive power as a whole. The first lens group includes a lens having a weak positive or negative refractive power (hereinafter referred to as a positive lens). The first lens which is a positive lens is a lens having a refractive power and the negative lens is a lens having a negative refractive power, and the fifth lens group has only a fifteenth lens which is a positive lens. The zoom lens capable of zooming configured as described above, wherein the first lens group and the fifth lens group are fixed during zooming operation, and the second lens group and the third lens group are wide-angle. From the edge to the middle area, from the enlargement side to the reduction side direction, The fourth lens group moves on the optical axis from the wide-angle end to the telephoto end and moves on the optical axis from the reduction side to the enlargement side from the intermediate range to the telephoto end. The entire system is variable, and the combined power of the second lens group and the third lens group satisfies the following conditional expression (1). A zoom lens, wherein the following conditional expression (2) is satisfied with respect to power, and the following conditional expression (3) is satisfied with respect to the positional relationship between the fourth lens group and the fifth lens group at the wide-angle end: .
(1) −0.9 <f W / f II-III <−0.5
(2) 0.4 <f W / f IV <0.5
(3) 2.0 <D WIV / f W <2.2
However,
f W : Total focal length of the entire lens system at the wide angle end f II-III : Composite focal length of the second and third lens units at the wide angle end f IV : Composite focal length of the fourth lens group D WIV : Wide angle end Air distance between the fourth lens group and the fifth lens group in 前記第３レンズ群は、縮小側に凸のメニスカス形状で弱い負レンズである第７レンズ及び弱い正レンズである第８レンズを配して構成され、前記第３レンズ群の有するパワーに関して下記条件式（４）を満足しており、広角端から望遠端への変倍動作に対する前記第２レンズ群と前記第３レンズ群の間の空気間隔の変化量に関して下記条件式（５）を満足していることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
（４） ｆW ／｜ｆIII ｜ ＜ ０．２
（５） ｄII-III ／ｆW ＜ ０．５
ただし、
ｆIII ： 第３レンズ群の合成焦点距離
ｄII-III： 広角端から望遠端への変倍動作に対する第２レンズ群と第３レンズ群の間の空気間隔の変化量 The third lens group includes a seventh lens that is a convex negative meniscus lens on the reduction side and an eighth lens that is a weak positive lens, and the following conditions regarding the power of the third lens group Expression (4) is satisfied, and the following conditional expression (5) is satisfied with respect to the change amount of the air gap between the second lens group and the third lens group with respect to the zooming operation from the wide-angle end to the telephoto end. The zoom lens according to claim 1, wherein:
(4) f W / | f III | <0.2
(5) d II-III / f W <0.5
However,
f III : Composite focal length of the third lens group d II-III : Amount of change in the air gap between the second lens group and the third lens group with respect to the zooming operation from the wide angle end to the telephoto end 前記第１レンズ群の有するパワーに関して下記条件式（６）を満足していることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
（６） ｆW ／｜ ｆI ｜ ＜ ０．２
ただし
ｆI ： 第１レンズ群の合成焦点距離 The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression (6) is satisfied with respect to the power of the first lens group.
(6) f W / | f I | <0.2
Where f I is the composite focal length of the first lens unit 前記第２レンズ群は、拡大側に凸のメニスカス形状で負レンズである第２レンズ、負レンズである第３レンズ、正レンズで前記第３レンズに接合されて構成される第４レンズ、縮小側に凸のメニスカス形状で負レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズを配して構成され、前記第２レンズの有するパワーに関して下記条件式（７）を満足し、前記第２レンズの縮小側面の形状と前記第３レンズの拡大側面の形状に関してそれぞれ下記条件式（８）及び下記条件式（９）を満足し、前記第２レンズ群を構成する各レンズの分散特性に関して下記条件式（１０）を満足しており、前記第２レンズ群を構成する負レンズに使用されている硝材の屈折率に関して下記条件式（１１）を満足していることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
（７） −１．０ ＜ ｆW ／ｆ2 ＜ −０．５
（８） ０．９ ＜ ｆW ／ｒ4 ＜ １．５
（９） −０．８ ＜ ｆW ／ｒ5 ＜ −０．４
（１０） ５．０ ＜（ν2＋ν3＋ν5）／３−（ν4＋ν6）／２
（１１） １．７５ ＜（ｎ2＋ｎ3＋ｎ5）／３
ただし、
ｆ2 ： 第２レンズ群を構成する第２レンズの焦点距離
ｒ4 ： 第２レンズ群を構成する第２レンズの縮小側面の曲率半径
ｒ5 ： 第２レンズ群を構成する第３レンズの拡大側面の曲率半径
ν2 ： 第２レンズ群を構成する第２レンズのアッベ数
ν3 ： 第２レンズ群を構成する第３レンズのアッベ数
ν4 ： 第２レンズ群を構成する第４レンズのアッベ数
ν5 ： 第２レンズ群を構成する第５レンズのアッベ数
ν6 ： 第２レンズ群を構成する第６レンズのアッベ数
ｎ2 ： 第２レンズ群を構成する第２レンズのｄ線に対する屈折率
ｎ3 ： 第２レンズ群を構成する第３レンズのｄ線に対する屈折率
ｎ5 ： 第２レンズ群を構成する第５レンズのｄ線に対する屈折率 The second lens group includes a second lens which is a negative lens having a convex meniscus shape on the enlargement side, a third lens which is a negative lens, a fourth lens which is formed by being joined to the third lens by a positive lens, and a reduction lens Convex meniscus-shaped fifth lens that is a negative lens and sixth lens that is a positive lens, and satisfy the following conditional expression (7) with respect to the power of the second lens, The following conditional expression (8) and the following conditional expression (9) are satisfied with respect to the shape of the reduction side surface of the lens and the shape of the expansion side surface of the third lens, respectively, and the dispersion characteristics of each lens constituting the second lens group are as follows. The conditional expression (10) is satisfied, and the following conditional expression (11) is satisfied with respect to the refractive index of the glass material used in the negative lens constituting the second lens group. Zoom zoom described 'S.
(7) −1.0 <f W / f 2 <−0.5
(8) 0.9 <f W / r 4 <1.5
(9) −0.8 <f W / r 5 <−0.4
(10) 5.0 <(ν 2 + ν 3 + ν 5 ) / 3- (ν 4 + ν 6 ) / 2
(11) 1.75 <(n 2 + n 3 + n 5 ) / 3
However,
f 2: focal length of the second lens in the second lens group r 4: curvature of the reduction side surface of the second lens constituting the second lens group r 5: expansion of the third lens constituting the second lens group Side radius of curvature ν 2 : Abbe number of the second lens constituting the second lens group ν 3 : Abbe number of the third lens constituting the second lens group ν 4 : Fourth lens constituting the second lens group Abbe number ν 5 : Abbe number of the fifth lens constituting the second lens group ν 6 : Abbe number of the sixth lens constituting the second lens group n 2 : d-line of the second lens constituting the second lens group Refractive index n 3 : refractive index of the third lens constituting the second lens group with respect to d-line n 5 : refractive index of the fifth lens constituting the second lens group with respect to d-line 前記第４レンズ群は、正レンズである第９レンズ、正レンズである第１０レンズ、負レンズである第１１レンズ、縮小側に凸のメニスカス形状で正レンズである第１２レンズ、負レンズである第１３レンズ及び正レンズであり前記第１３レンズと接合されて構成される第１４レンズを配して構成され、大きな正のパワーを有する前記第９レンズ及び前記第１０レンズの合成パワーに関して下記条件式（１２）を満足し、前記第９レンズと前記第１１レンズの形状の相対的な関係に対し下記条件式（１３）を満足しており、前記第４レンズ群を構成する各レンズの分散特性に関して下記条件式（１４）を満足しており、前記第４レンズ群を構成する正レンズに使用されている硝材の屈折率に関して下記条件式（１５）を満足しており、前記第４レンズ群の最も縮小側に配置される前記第１４レンズの縮小側面の形状に関して下記条件式（１６）を満足しており、また前記第１３レンズと前記第１４レンズを接合して構成される部分系の屈折率に関する特性において下記条件式（１７）を満足しており、同様に分散特性に関して下記条件式（１８）を満足していることを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
（１２） ０．４ ＜ ｆW ／ｆ9-10 ＜ ０．８
（１３） −１．３ ＜ ｒ16 ／ｒ20 ＜ −０．７
（１４） ３０ ＜（ν9＋ν10＋ν14）／３−（ν11＋ν13）／２
（１５） （ｎ９＋ｎ10＋ｎ14）／３ ＜ １．６５
（１６） −０．７ ＜ ｆW ／ｒ26 ＜ −０．３
（１７） ０．２ ＜ ｎ13−ｎ14
（１８） ν13−ν14 ＜ −３０
ただし、
ｆ9-10： 第４レンズ群を構成する第９レンズと第１０レンズの合成焦点距離
ｒ16 ： 第４レンズ群を構成する第９レンズの拡大側面の曲率半径
ｒ20 ： 第４レンズ群を構成する第１１レンズの拡大側面の曲率半径
ｒ26 ： 第４レンズ群を構成する第１４レンズの縮小側面の曲率半径
ν9 ： 第４レンズ群を構成する第９レンズのアッベ数
ν10 ： 第４レンズ群を構成する第１０レンズのアッベ数
ν11 ： 第４レンズ群を構成する第１１レンズのアッベ数
ν13 ： 第４レンズ群を構成する第１３レンズのアッベ数
ν14 ： 第４レンズ群を構成する第１４レンズのアッベ数
ｎ9 ： 第４レンズ群を構成する第９レンズのｄ線に対する屈折率
ｎ10 ： 第４レンズ群を構成する第１０レンズのｄ線に対する屈折率
ｎ13 ： 第４レンズ群を構成する第１３レンズのｄ線に対する屈折率
ｎ14 ： 第４レンズ群を構成する第１４レンズのｄ線に対する屈折率 The fourth lens group includes a ninth lens that is a positive lens, a tenth lens that is a positive lens, an eleventh lens that is a negative lens, a twelfth lens that is a positive lens with a meniscus shape convex to the reduction side, and a negative lens. Regarding a combined power of the ninth lens and the tenth lens, which is configured by arranging a thirteenth lens and a positive lens and a fourteenth lens that is joined to the thirteenth lens and has a large positive power, Conditional expression (12) is satisfied, the following conditional expression (13) is satisfied with respect to the relative relationship between the shapes of the ninth lens and the eleventh lens, and each lens constituting the fourth lens group is satisfied. The following conditional expression (14) is satisfied with respect to the dispersion characteristics, and the following conditional expression (15) is satisfied with respect to the refractive index of the glass material used in the positive lens constituting the fourth lens group, and the fourth The following conditional expression (16) is satisfied with respect to the shape of the reduction side surface of the fourteenth lens arranged on the most reduction side of the lens group, and the portion constituted by joining the thirteenth lens and the fourteenth lens: 2. The zoom lens according to claim 1, wherein the following conditional expression (17) is satisfied in the characteristics relating to the refractive index of the system, and similarly the following conditional expression (18) is satisfied in terms of the dispersion characteristics.
(12) 0.4 <f W / f 9-10 <0.8
(13) −1.3 <r 16 / r 20 <−0.7
(14) 30 <(ν 9 + ν 10 + ν 14 ) / 3- (ν 11 + ν 13 ) / 2
(15) (n 9 + n 10 + n 14 ) / 3 <1.65
(16) −0.7 <f W / r 26 <−0.3
(17) 0.2 <n 13 −n 14
(18) ν 13 −ν 14 <−30
However,
f 9-10 : composite focal length r 16 of the ninth lens and the tenth lens constituting the fourth lens group r 16 : radius of curvature r 20 of the enlarged side surface of the ninth lens constituting the fourth lens group: the fourth lens group The radius of curvature r 26 of the enlargement side surface of the eleventh lens constituting: The curvature radius ν 9 of the reduction side surface of the fourteenth lens constituting the fourth lens group ν 9 : The Abbe number ν 10 of the ninth lens constituting the fourth lens group: Abbe number ν 11 of the tenth lens constituting the four lens group: Abbe number ν 13 of the eleventh lens constituting the fourth lens group: Abbe number ν 14 of the thirteenth lens constituting the fourth lens group: Fourth lens Abbe number n 9 of the 14th lens constituting the group: Refractive index n 10 for the d-line of the ninth lens constituting the fourth lens group: Refractive index n 13 for the d-line of the 10th lens constituting the fourth lens group : D of the thirteenth lens constituting the fourth lens group Refractive index n 14 with respect to the line: Refractive index with respect to the d line of the 14th lens constituting the fourth lens group 前記請求項１から前記請求項５の少なくともいずれかの１項に記載されるズームレンズを搭載していることを特徴としたプロジェクタ装置。   6. A projector apparatus comprising the zoom lens according to claim 1 mounted thereon.
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